CN103219861A - 磁路逆转式磁场电源及其应用 - Google Patents

Abstract

磁路逆转式磁场电源及其应用涉及发电技术领域。磁路逆转式磁场电源，包括一绕制有感应线圈的软磁体，还包括一永磁铁，其特征在于，所述软磁体包括至少两个端部，所述感应线圈绕制在两个所述端部之间；还包括一动力机构，所述动力机构设有一在两个所述端部往复运动的动作部件，所述永磁铁固定在所述动作部件上。所述感应线圈绕制在两个所述端部之间，所述永磁体产生的磁场穿过所述软磁体的两个端部，并且穿过两个所述端部之间的所述感应线圈。

Description

磁路逆转式磁场电源及其应用

技术领域

本发明涉及电磁技术领域，具体涉及发电技术领域。

背景技术

现有的发电装置主要还是发电机，发电机的体积较大，并且大都要通过转子高速转动产生电能，造成了使用中存在诸多局限性，以至于不能得到广泛应用。

压电陶瓷电源具有体积小、发电过程简单等优点，在生活中得到一定应用，比如应用在打火机、炉灶点火器等设备上。但是压电陶瓷产生的电压较高、电流持续时间极短，很难为电路进行供电。

人们需要一种结构简单、体积小、发电过程简单、易于为电路供电的电源，以便于应用于更加广泛的领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁路逆转式磁场电源，以解决上述技术问题。

本发明的目的还在于提供一种应用磁路逆转式磁场电源的遥控器，以解决上述技术问题。

本发明的目的还在于提供一种应用磁路逆转式磁场电源的电灯开关系统，以解决上述技术问题。

磁路逆转式磁场电源，包括一绕制有感应线圈的软磁体，还包括一永磁铁，其特征在于，所述软磁体包括至少两个端部，所述感应线圈绕制在两个所述端部之间；

还包括一动力机构，所述动力机构设有一在两个所述端部往复运动的动作部件，所述永磁铁固定在所述动作部件上。

所述感应线圈绕制在两个所述端部之间，所述永磁体产生的磁场穿过所述软磁体的两个端部，并且穿过两个所述端部之间的所述感应线圈。在所述动力机构的所述动作部件驱动下，所述永磁铁在两个所述端部往复运动，从而改变磁场，进而在所述感应线圈内感生出电流，从而获得电能。

所述永磁体的运动轨迹为，在所述动作部件在两个所述端部间往复运动中，同一磁极分别靠近两个所述端部。

通过采用同一磁极分别靠近两个端部的方式，使在一次运动过程中软磁体中的磁场方向改变一次，从而使在一次运动过程中有尽量多的磁通量变化，进而产生尽量多的电能。

所述动力机构包括一动力输入部件，所述动力输入部件为一按键。通过按动按键驱动所述永磁铁运动，进而产生电能。

所述软磁体为“n”字形结构，具有两个所述端部。

所述永磁体的同一磁极在往复运动中分别靠近或接触所述端部的侧面。以便于硬件结构设计。

所述端部的侧面设有一防护层，所述永磁体的磁极在往复运动中与所述防护层接触。一些铁氧体式软磁体容易受到磨损，通过防护层对软磁体进行保护。防护层是否设置可根据实际需要来定，在电源设有外壳的情况下，可以通过设计外壳的构造，使外壳兼具保护的作用。

所述防护层可以为塑料层，也可以为金属层。

所述永磁体的同一磁极在往复运动中分别靠近或接触所述端部的端面。

所述端部的端面设有防护层。

磁路逆转式磁场电源，包括两个“n”字形结构的所述软磁体，两个所述软磁体的两端两两相对设置，所述永磁体的一个磁极与一所述软磁体相邻，另一磁极与另一所述永磁体相邻。

通过设置两个软磁体增强磁路中的磁通量。

两个所述软磁体上分别设有感应线圈。以感生更多电能。

两所述软磁体的两端的端面两两相对设置，所述永磁体的运动轨迹经过两个所述软磁体的相对的端面之间。

两所述软磁体的两端的侧面两两相对设置，所述永磁体的运动轨迹经过两个所述软磁体的相对的侧面之间。

具体实施例一：

所述动力机构包括一杠杆机构，所述杠杆机构包括一杆体、一支点，所述杆体的从动端固定连接所述永磁体；所述杆体的主动端连接所述按键，所述按键为一具有长度的按键，按键的两端分别为两个按键端，中部与所述杆体的主动端固定连接。在按动所述按键端时，带动所述杆体围绕所述支点转动，进而带动永磁体转动，进行发电。

通过分别按动两个所述按键端可以带动永磁体往复运动。在按动一所述按键端时，外力主要用于克服永磁体与软磁体的端部的吸力。在克服吸力后，永磁体与软磁体另一端部的吸力将带动永磁体快速向其移动，此时基本不需要外力作用，即可完成动作。在后一个过程中，永磁体向软磁体另一端移动的速度主要取决于两者之间磁力的大小，因为在硬件确定的前提下磁力确定，所以永磁体移动速度基本确定，与按动按键的力度关系不大。因此磁路逆转式磁场电源产生的电能参数，不太受按动按键的力度影响，输出电能较为稳定，便于辅助电路的设计。

还包括一外壳，所述支点为一转轴，所述杆体通过转轴连接所述外壳。

所述转轴处设有轴承，以便提高转动性能。

具体实施例二：

所述动力机构包括一连杆，所述连杆的一端连接所述按键，另一端连接所述永磁体。按动按键时通过所述连杆驱动所述永磁体运动。

具体实施例三：

所述动力机构包括一连杆，所述动力机构上方设有所述按键，所述连杆的上方一端连接所述按键；所述连杆连接一起到复位作用的连杆复位机构；

所述连杆还设有一用于锁定所述永磁体的锁定机构，通过所述锁定机构使所述永磁体与所述连杆联动；

所述动力机构还包括一用于解除所述永磁体与所述连杆联动关系的解锁机构，所述解锁机构的解锁部件位于所述动力机构下部；

所述永磁体连接一起到复位作用的永磁体复位机构。

连杆与永磁体锁定实现联动，通过按动按键驱动连杆运动，进而驱动永磁体向下运动，在永磁体运动到设定位置后，触动解锁机构，解锁机构对永磁体进行解锁，解除连杆与永磁体的锁定关系，永磁体在永磁体复位机构的作用下复位。因为永磁体的运动轨迹经过软磁体两个所述端部，所以运动过程中产生电能。

松开按键后连杆在连杆复位机构的作用下复位弹起，并重新对永磁体进行锁定，即实现联动关系，完成一个循环过程。

方案1：

所述锁定机构可以为一单向口结构，单向口结构的开口朝下，且为漏斗状，开口处上方宽度大于开口处下方宽度，且开口处具有扩张宽度的弹性；

所述永磁体与所述单向口结构配合的受锁部分宽度大于单向口结构宽度。通过上述设计使永磁体只能相对于单向口结构向下运动，不能向上运动。在永磁体处于单向口结构下方时，通过按压按键驱动永磁体向下运动，实现永磁体与连杆的联动。

所述解锁机构为一扩口机构，所述扩口机构包括一位于所述动力机构下方的扩口部件，所述扩口部件上方宽度小于下方宽度，通过按键压力将扩口部件压入单向口结构的开口，从而使开口扩张，且开口扩张后的宽度大于等于永磁体的受锁部分的宽度。以便使受锁部分突破单向口结构的锁定，进而使永磁体获得复位。

所述扩口部件可以直接采用受锁部分，所述受锁部分上方宽度小于下方宽度。在受力大于一设定值时，突破锁定。

方案2：

所述锁定机构为一位于所述连杆下部的斜朝向下的斜面，作为锁定斜面，所述锁定斜面的高位一侧设有挡头，所述锁定斜面与所述挡头连接处形成一向上的凹陷，进而形成所述锁定机构；

所述永磁体设有与所述锁定机构配合的受锁部分。因为所述锁定机构有一向上的凹陷，因此可以卡主所述受锁部分。在按动所述按键时，所述永磁体在锁定机构的作用下，跟随所述连杆向下运动。

所述解锁机构的解锁部件位于所述动力机构下部，为一斜面导轨，位于所述连杆的锁定斜面的侧面一侧，且所述斜面轨道的轨道面朝上，与所述锁定斜面间形成的夹角朝向外侧，即朝向背对所述挡头一侧。

所述永磁体跟随连杆运动，所述受锁部分运动到所述斜面轨道处，在斜面轨道的作用下，向夹角开口处运动，即背对所述挡头向外运动，最终脱离所述锁定斜面完成解锁，进而使永磁体获得复位。

所述电感线圈连接一整流电路，并通过所述整流电路连接一蓄电器件。通过所述蓄电器件为用电设备进行供电。

应用磁路逆转式磁场电源的遥控器，包括一遥控器功能电路，所述遥控器功能电路连接一遥控器电源，还包括遥控器按键，所述遥控器电源采用磁路逆转式磁场电源；

磁路逆转式磁场电源包括一绕制有感应线圈的软磁体，还包括一永磁铁，所述软磁体包括至少两个端部，所述感应线圈绕制在两个所述端部之间；

还包括一动力机构，所述动力机构设有一在两个所述端部往复运动的动作部件，所述永磁铁固定在所述动作部件上。

所述感应线圈绕制在两个所述端部之间，所述永磁体产生的磁场穿过所述软磁体的两个端部，并且穿过两个所述端部之间的所述感应线圈。

采用磁路逆转式磁场电源后，可以不再使用电池供电。以节省成本和保护环境。

所述动力机构包括一动力输入部件，所述动力输入部件为一按键，所述按键为所述遥控器按键。通过按动按键驱动所述永磁铁运动，进而产生电能。

所述遥控器功能电路的触点位于所述遥控器按键下方。在所述遥控器按键按下时触发触点，进而发射遥控信号。

应用磁路逆转式磁场电源的电灯开关系统，包括一开关盒，所述开关盒上设有开关按键，还包括一灯座，其特征在于，所述开关盒内设有一遥控信号发射器，所述遥控信号发射器连接一电源，所述电源采用磁路逆转式磁场电源，所述磁路逆转式磁场电源上的按键采用所述开关按键；

所述灯座连接一与所述遥控信号发射器配套的遥控信号接收器，并通过所述遥控信号接收器连接电源。使灯座中的电流受遥控信号接收器控制。

开关盒内可以不装电池，也不外接电源。通过按动开关按键产生电能，供所述遥控信号发射器发射信号。

所述开关盒通过可拆卸装置固定在墙上。可以是通过不粘胶、无痕胶或者吸盘等可拆卸固定装置固定在墙上。以便于实时移动，方便更改房间布局。

附图说明

图1为磁路逆转式磁场电源的基本结构原理示意图；

图2为磁路逆转式磁场电源的具体实施例1的结构原理示意图；

图3为磁路逆转式磁场电源的具体实施例3的方案1的部分结构示意图；

图4为磁路逆转式磁场电源的具体实施例3的方案2的部分结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参照图1，磁路逆转式磁场电源，包括一绕制有感应线圈2的软磁体1，还包括一永磁铁3、一动力机构。软磁体1包括至少两个端部11、12，感应线圈2绕制在两个端部11、12之间。动力机构设有一在两个端部11、12往复运动的动作部件41。永磁铁3固定在动作部件41上。

软磁体可以采用硅钢片，也可以采用软磁铁芯。永磁铁可以采用铝镍钴磁钢、钐钴磁钢、铁氧体磁钢或钕铁硼磁钢。其中，最贵的是钐钴磁钢，最便宜的是铁氧体磁钢，性能最高的是钕铁硼磁钢，但是性能最稳定，温度系数最好的是铝镍钴磁钢，用户可以根据不同的需求选择不同的永磁铁。

感应线圈2绕制在两个端部11、12之间，永磁体3产生的磁场穿过软磁体的两个端部，并且穿过两个端部之间的感应线圈2。在动力机构的动作部件驱动下，永磁铁在两个端部往复运动，从而改变磁场，进而在感应线圈2内感生出电流，从而获得电能。电感线圈连接一整流电路，并通过整流电路连接一蓄电器件。通过蓄电器件为用电设备进行供电。

永磁体3的运动轨迹为，在动作部件在两个端部间往复运动中，同一磁极分别靠近两个端部。通过采用同一磁极分别靠近两个端部的方式，使在一次运动过程中软磁体中的磁场方向改变一次，从而使在一次运动过程中有尽量多的磁通量变化，进而产生尽量多的电能。

动力机构包括一动力输入部件，动力输入部件的形态不受限制，可以是一按键。通过按动按键驱动永磁铁运动，进而产生电能。

软磁体可以是“n”字形结构，“一”字形结构。优选为“n”字形结构，具有两个端部。端部的侧面设有一防护层5，永磁体3的磁极在往复运动中与防护层5接触。一些铁氧体式软磁体容易受到磨损，通过防护层5对软磁体进行保护。永磁体3的同一磁极在往复运动中分别靠近或接触端部的侧面。以便于硬件结构设计。也可以在端部的端面设有防护层5。永磁体3的同一磁极在往复运动中分别靠近或接触端部的端面。防护层5可以为塑料层，也可以为金属层。如果使用中，在对发电量要求低，对体积要求高的情况下，可以选用“一”字形结构。“一”字形结构因为没有突起的两个端部，故能够有效减小磁路逆转式磁场电源的体积。在采用“一”字形结构时，“一”字形结构的软磁体的侧面可以作为永磁铁3的一条很好的滑动轨道。为避免作为滑动轨道的一侧磨损严重，可以在软磁铁靠近永磁铁3的一侧设置防护层进行保护。

为了产生更多的电能，磁路逆转式磁场电源，包括两个“n”字形结构的软磁体，两个软磁体的两端两两相对设置，永磁体3的一个磁极与一软磁体相邻，另一磁极与另一永磁体3相邻。通过设置两个软磁体增强磁路中的磁通量。两个软磁体上分别设有感应线圈2。以感生更多电能。

两软磁体的两端的端面两两相对设置，永磁体3的运动轨迹经过两个软磁体的相对的端面或侧面之间。

具体实施例一：

参照图2，动力机构包括一杠杆机构，杠杆机构包括一杆体43、一支点42，杆体43的从动端固定连接永磁体3；杆体43的主动端连接按键6，按键6为一具有长度的按键，按键6的两端分别为两个按键端，中部与杆体43的主动端固定连接。在按动按键端时，带动杆体43围绕支点42转动，进而带动永磁体3转动，进行发电。

通过分别按动两个按键端可以带动永磁体3往复运动。在按动一按键端时，外力主要用于克服永磁体3与软磁体的端部的吸力。在克服吸力后，永磁体3与软磁体另一端部的吸力将带动永磁体3快速向其移动，此时基本不需要外力作用，即可完成动作。在后一个过程中，永磁体3向软磁体另一端移动的速度主要取决于两者之间磁力的大小，因为在硬件确定的前提下磁力确定，所以永磁体3移动速度基本确定，与按动按键6的力度关系不大。因此磁路逆转式磁场电源产生的电能参数，不太受按动按键6的力度影响，输出电能较为稳定，便于辅助电路的设计。

磁路逆转式磁场电源还包括一外壳，支点42为一转轴，杆体43通过转轴连接外壳。转轴处设有轴承，以便提高转动性能。

具体实施例二：

动力机构包括一连杆，连杆的一端连接按键，另一端连接永磁体。按动按键时通过连杆驱动永磁体运动。

具体实施例三：

动力机构包括一连杆，动力机构上方设有按键，连杆的上方一端连接按键；连杆连接一起到复位作用的连杆复位机构；连杆还设有一用于锁定永磁体3的锁定机构，通过锁定机构使永磁体3与连杆联动；动力机构还包括一用于解除永磁体3与连杆联动关系的解锁机构，解锁机构的解锁部件位于动力机构下部；永磁体3连接一起到复位作用的永磁体复位机构。

连杆与永磁体3锁定实现联动，通过按动按键驱动连杆运动，进而驱动永磁体3向下运动，在永磁体3运动到设定位置后，触动解锁机构，解锁机构对永磁体3进行解锁，解除连杆与永磁体3的锁定关系，永磁体3在永磁体复位机构的作用下复位。因为永磁体3的运动轨迹经过软磁体两个端部，所以运动过程中产生电能。松开按键后连杆在连杆复位机构的作用下复位弹起，并重新对永磁体3进行锁定，即实现联动关系，完成一个循环过程。

复位机构、锁定机构的设计可以借鉴现有的复位机构、锁定机构的设计方案，如借鉴复读机按键的结构，复位机构采用复读机按键的复位机构的结构，锁定机构采用复读机按键的锁定机构的结构。经过实验，本发明的复位机构、锁定机构优选下述两种方案：

方案1：

参照图3，锁定机构可以为一单向口结构，单向口结构的开口7朝下，且为漏斗状，开口7处上方宽度大于开口处下方宽度，且开口7处具有扩张宽度的弹性；永磁体3与单向口结构配合的受锁部分31宽度大于单向口结构宽度。通过上述设计使永磁体3只能相对于单向口结构向下运动，不能向上运动。在永磁体3处于单向口结构下方时，通过按压按键6驱动永磁体3向下运动，实现永磁体3与连杆的联动。

解锁机构为一扩口机构，扩口机构包括一位于动力机构下方的扩口部件，扩口部件上方宽度小于下方宽度，通过按键6压力将扩口部件压入单向口结构的开口，从而使开口扩张，且开口扩张后的宽度大于等于永磁体3的受锁部分31的宽度。以便使受锁部分31突破单向口结构的锁定，进而使永磁体3获得复位。

扩口部件可以直接采用受锁部分31，受锁部分31上方宽度小于下方宽度。在受力大于一设定值时，突破锁定。作为一种优选方案，图3中的受锁部分31为圆柱形，圆柱形的结构使得受锁部件31可以直接作为扩口部件。

方案2：

参照图4，锁定机构为一位于连杆下部的斜朝向下的斜面，作为锁定斜面32，锁定斜面32的高位一侧设有挡头33，锁定斜面32与挡头33连接处形成一向上的凹陷，进而形成锁定机构；

永磁体3设有与锁定机构配合的受锁部分。因为锁定机构有一向上的凹陷，因此可以卡主受锁部分。在按动按键时，永磁体3在锁定机构的作用下，跟随连杆向下运动。

解锁机构的解锁部件位于动力机构下部，为一斜面导轨8，位于连杆的锁定斜面32的侧面一侧，且斜面导轨8的轨道面朝上，与锁定斜面32间形成的夹角朝向外侧，即朝向背对挡头33一侧。

永磁体3跟随连杆运动，受锁部分运动到斜面轨道处，在斜面导轨8的作用下，向夹角开口处运动，即背对挡头33向外运动，最终脱离锁定斜面32完成解锁，进而使永磁体3获得复位。

应用磁路逆转式磁场电源的遥控器，包括一遥控器功能电路，遥控器功能电路连接一遥控器电源，还包括遥控器按键，遥控器电源采用磁路逆转式磁场电源；磁路逆转式磁场电源包括一绕制有感应线圈的软磁体，还包括一永磁铁，软磁体包括至少两个端部，感应线圈绕制在两个端部之间；还包括一动力机构，动力机构设有一在两个端部往复运动的动作部件，永磁铁固定在动作部件上。感应线圈绕制在两个端部之间，永磁体产生的磁场穿过软磁体的两个端部，并且穿过两个端部之间的感应线圈。采用磁路逆转式磁场电源后，可以不再使用电池供电。以节省成本和保护环境。

动力机构包括一动力输入部件，动力输入部件为一按键，按键为遥控器按键。通过按动按键驱动永磁铁运动，进而产生电能。

遥控器功能电路的触点位于遥控器按键下方。在遥控器按键按下时触发触点，进而发射遥控信号。

应用磁路逆转式磁场电源的电灯开关系统，包括一开关盒，开关盒上设有开关按键，还包括一灯座，其特征在于，开关盒内设有一遥控信号发射器，遥控信号发射器连接一电源，电源采用磁路逆转式磁场电源，磁路逆转式磁场电源上的按键采用开关按键；灯座连接一与遥控信号发射器配套的遥控信号接收器，并通过遥控信号接收器连接电源。使灯座中的电流受遥控信号接收器控制。开关盒内可以不装电池，也不外接电源。通过按动开关按键产生电能，供遥控信号发射器发射信号。

开关盒通过可拆卸装置固定在墙上。可以是通过不粘胶、无痕胶或者吸盘等可拆卸固定装置固定在墙上。以便于实时移动，方便更改房间布局。

除了上述应用外，磁路逆转式磁场电源还可作为室外小功率用电设备以及恶劣环境下的用电设备(如求生报警器)的电源，还可以作为一种绿色备用电源使用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.磁路逆转式磁场电源，包括一绕制有感应线圈的软磁体，还包括一永磁铁，其特征在于，所述软磁体包括至少两个端部，所述感应线圈绕制在两个所述端部之间；

还包括一动力机构，所述动力机构设有一在两个所述端部往复运动的动作部件，所述永磁铁固定在所述动作部件上。

2.根据权利要求1所述的磁路逆转式磁场电源，其特征在于：所述软磁体为“n”字形结构，具有两个所述端部。

3.根据权利要求2所述的磁路逆转式磁场电源，其特征在于：磁路逆转式磁场电源，包括两个“n”字形结构的所述软磁体，两个所述软磁体的两端两两相对设置，所述永磁体的一个磁极与一所述软磁体相邻，另一磁极与另一所述永磁体相邻。

4.根据权利要求3所述的磁路逆转式磁场电源，其特征在于：两个所述软磁体上分别设有感应线圈。

5.根据权利要求3所述的磁路逆转式磁场电源，其特征在于：两所述软磁体的两端的端面两两相对设置，所述永磁体的运动轨迹经过两个所述软磁体的相对的端面或侧面之间。

6.根据权利要求2至5中任意一项所述的磁路逆转式磁场电源，其特征在于：所述永磁体的运动轨迹为，在所述动作部件在两个所述端部间往复运动中，同一磁极分别靠近两个所述端部。

7.根据权利要求2至5中任意一项所述的磁路逆转式磁场电源，其特征在于：所述动力机构包括一动力输入部件，所述动力输入部件为一按键。

8.根据权利要求2至5中任意一项所述所述的磁路逆转式磁场电源，其特征在于：所述永磁体的同一磁极在往复运动中分别靠近或接触所述端部的侧面或端面，所述端部的侧面或端面设有一防护层，所述永磁体的磁极在往复运动中与所述防护层接触。

9.应用磁路逆转式磁场电源的遥控器，包括一遥控器功能电路，所述遥控器功能电路连接一遥控器电源，还包括遥控器按键，所述遥控器电源采用磁路逆转式磁场电源；

磁路逆转式磁场电源包括一绕制有感应线圈的软磁体，还包括一永磁铁，所述软磁体包括至少两个端部，所述感应线圈绕制在两个所述端部之间；

还包括一动力机构，所述动力机构设有一在两个所述端部往复运动的动作部件，所述永磁铁固定在所述动作部件上。

10.应用磁路逆转式磁场电源的电灯开关系统，包括一开关盒，所述开关盒上设有开关按键，还包括一灯座，其特征在于，所述开关盒内设有一遥控信号发射器，所述遥控信号发射器连接一电源，所述电源采用磁路逆转式磁场电源，所述磁路逆转式磁场电源上的按键采用所述开关按键；

所述灯座连接一与所述遥控信号发射器配套的遥控信号接收器，并通过所述遥控信号接收器连接电源。

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